Революционно откритие: откриване на антиматерия в реално време!

Революционно откритие: откриване на антиматерия в реално време!

Изследователи от CERN постигнаха значителен напредък в изследването на антиматерията, като използваха фотосензори на смартфони, за да унищожат антиматерията в реално време. Тази иновативна технология, разработена за международно сътрудничество на AEgIS, идва от учени от Техническия университет в Мюнхен (TUM). С помощта на тези нови устройства изследването открива антипротонни анихилации с впечатляваща точност от почти 0,6 микрометра, подобрявайки предишните методи с коефициент 35. Тези постижения са от решаващо значение, тъй като сътрудничеството на AEgIS има за цел точно да измери свободното падане на антиводород в гравитационното поле на Земята, което преди беше възможно само с огромни технически предизвикателства.

Генерира се хоризонтална антиводородна струя, чието вертикално падане се измерва с дефлектометър Moiré. Д-р Франческо Гуатиери, ръководител на изследването, подчертава необходимостта от детектор с висока пространствена разделителна способност. Внедряването на 60 чипа за смартфони в Optical Photon and Antimatter Imager (OPHANIM) е ключ към постигането на тази висока прецизност. Преди това фотографските плаки бяха използвани като единственият начин за точно измерване, но без възможност за извършване на измервания в реално време. Новото решение вече е преминало успешни тестове на антипротони и сега се прилага към антиводород. Резултатите от това изследване бяха публикувани в списание Science Advances и бележат решаваща стъпка в изследването на антиматерията.

Основите на антиматерията

Антиматерията има същата маса като материята, но има противоположен електрически заряд и въртене. Според общата теория на относителността на Айнщайн, гравитацията би трябвало да въздейства еднакво върху материята и антиматерията. Досега обаче не е извършено пряко измерване на скоростта на падане на антиматерията, тъй като производството и улавянето на антиматерията е свързано със значителни трудности. Сътрудничеството на AEgIS в Antiproton Decelerator (AD) на CERN наскоро публикува забележителна статия в *Communications Physics*, която описва крайъгълен камък в производството на антиводород.

Нови техники, разработени през 2018 г., позволиха импулсното производство на антиводородни атоми, което позволява прецизно определяне на времето на тяхното образуване. Говорителят на AEgIS Майкъл Дозър отбеляза, че това е първият път, когато импулсно образуване на антиводород е настъпило в съответните моменти. Антиводородът се произвежда и изследва изключително в CERN, което го прави идеален за тестване на ефектите на гравитацията и основните свойства на антиматерията.

Бъдещи перспективи

Първите доклади за нискоенергийно производство на антиводород датират от 2002 г., благодарение на сътрудничеството между ATHENA и ATRAP. Сътрудничеството ALPHA постигна напредък в производството, манипулирането и улавянето на по-големи количества антиводород. AEgIS използва процес на „обмяна на заряд“, задействан от лазерен импулс, за да генерира антиводород, което позволява определяне на времето с несигурност от около 100 ns. Необходими са допълнителни стъпки за измерване на влиянието на гравитацията върху антиматерията, включително формиране на импулсна струя, увеличаване на количествата антиводород и охлаждане на атомите.

През следващите години експериментите ALPHA, AEgIS и GBAR планират да измерят скоростта на падане на антиатомите с точност от 1%. Тези проекти са тясно свързани с новия синхротрон ELENA, който произвежда изключително нискоенергийни антипротони. Докато физиците смятат, че е малко вероятно антиматерията да изпитва противоположно гравитационно привличане в сравнение с материята, точните измервания биха могли да разкрият фини разлики.